Introducción.
Cuando una estructura de hormigón es propenso a las acciones químicas, su durabilidad se ve afectada. Los productos químicos pueden causar grietas de hormigón, cambio de volumen y deterioro de la estructura. La vida de la estructura Reduce y puede conducir al fracaso de las estructuras. A continuación se explican los diferentes tipos de ataques químicos y sus efectos en las estructuras de hormigón.
Tipos de daños químicos a estructuras de hormigón.
A continuación se presentan las diferentes acciones químicas en las estructuras de hormigón.
• Daño por sulfato
• Daño por cloruro
• Reacción agregada alcalina
• Carbonatación
• Daño por ácidos
Daño por sulfato sobre hormigón.
La mayoría de los tipos de suelo contienen sulfatos en forma de calcio, magnesio, sodio, amonio y potasio. Ocurren en el suelo o en el agua subterránea. Cuando se construye una estructura de hormigón sobre estos tipos de suelos, pueden atacar el hormigón.
Generalmente los sulfatos en forma sólida no atacan el hormigón severamente, pero cuando están en forma líquida pasan a los vacíos de hormigón y reaccionan con productos de cemento hidratado. El sulfato de calcio causa un daño mínimo debido a su baja solubilidad, mientras que el sulfato de magnesio causa el máximo daño.
La mayoría de los sulfatos atacan el hidróxido de calcio y los aluminatos de calcio hidratados presentes en el hormigón y resultan en el cambio del volumen de pasta de cemento en hormigón. Por lo tanto el deterioro de la estructura de hormigón tiene lugar. Junto con el hidróxido de calcio, el sulfato de magnesio también reacciona con el silicato de calcio hidratado y hace concreto en masa pulverizada.
Precauciones.
El hormigón con una relación de cemento de bajo agua es menos afectado por el sulfato de magnesio, mientras que el hormigón de alta relación de cemento es muy afectado.
El cemento Portland resistente al sulfato se debe utilizar donde los sulfatos están presentes en el suelo, el agua o la atmósfera y entran en contacto con el hormigón.
El cemento estupendo-sulfatado, hecho de la escoria del alto horno, se puede también utilizar aunque no es extensamente disponible. Este cemento puede resistir las concentraciones más altas de sulfatos.
Daño por cloruro sobre hormigón.
El ataque de cloruro al hormigón es uno de los aspectos importantes de la durabilidad del hormigón. Afecta principalmente al refuerzo del hormigón y causa corrosión. Los cloruros se pueden introducir en el hormigón, ya sea durante o después de la construcción de la siguiente manera.
1. Antes de la construcción los cloruros pueden admitirse en aditivos que contengan cloruro de calcio, mediante el uso de agua de mezcla contaminada con agua salada o agregados marinos mal lavados.
2. Después de la construcción los cloruros en agua salada o de mar, en aerosol del mar del aire y de las sales de deshielo pueden atacar el concreto permeable que causa la corrosión del refuerzo.
El cloruro en presencia de agua y oxígeno reacciona con la capa protegida alcalina alrededor del refuerzo y la retira.
Reacción agregada alcalina en concreto.
La reacción agregada del álcali es la reacción química entre el álcali en el cemento y el contenido de sílice de agregados. Por lo tanto, también se puede llamar como reacción de sílice alcalino. Cuando se realiza esta reacción, se forma un gel como sustancia que absorbe el agua y el volumen de hormigón aumentará. Este volumen creciente desarrolla agrietamiento y desintegración del concreto.
BS8110: parte 2, cláusula 6.2.5.4, establece que la reacción de sílice alcalino sólo ocurre cuando se presentan los siguientes juntos:
1. Hormigón con alto nivel de humedad.
2. Cuando el cemento contiene alto contenido de álcali en él.
3. Agregados con componentes reactivos alcalinos.
Precauciones.
El código recomienda que se tomen las siguientes precauciones si existe incertidumbre:
1. Reduzca la saturación del hormigón.
2. Use de cemento Portland bajo de alcanlinidad.
3. Utilice materiales de cemento de reemplazo como escoria de alto horno o ceniza de combustible pulverizada. La mayoría de los agregados normales se comportan satisfactoriamente.
Carbonatación en hormigón.
Cuando el dióxido de carbono de la atmósfera penetra en concreto y reaccionó con hidróxido de calcio para formar carbonato de calcio entonces este proceso se llama carbonación.
En general el concreto con alto contenido del álcali forma una capa protectora alrededor del refuerzo. Pero cuando el dióxido de carbono se transforma en ácido carbónico diluido reduce la alcalinidad como resultado la corrosión del refuerzo se lleva a cabo.
El hormigón carbonado tiene un valor de pH de 8,3, mientras que la pasivación del acero comienza con un valor de pH de 9,5. La profundidad de la carbonación en buen hormigón denso es de aproximadamente 3 mm en una etapa temprana y puede aumentar a 6 – 10 mm después de 30 – 40 años. El hormigón pobre puede tener una profundidad de carbonación de 50 mm después de decir 6 – 8 años.
La tasa de carbonación depende de:
• Hora
• Profundidad de la cubierta
• Densidad de concreto
• Contenido de cemento
• Relación agua-cemento
• La presencia de grietas.
La profundidad de la carbonación se determina utilizando la solución de fenolftaleína en alcohol diluido. Cuando se aplica la solución, las zonas de no carbonación se vuelven de color rosado y la porción no coloreada restante se denomina zona afectada por el carbono.
Daño por ácido sobre hormigón.
Los ácidos pueden atacar el hormigón fácilmente ya que el hormigón no es totalmente resistente a los ácidos. Algunos ácidos como el ácido oxálico, los ácidos fosfóricos no son perjudiciales para el hormigón. Los agregados calcáreos son más afectados por los ácidos, mientras que los agregados silíceos son buenos resistentes.
El nivel de daño es puramente Depende sobre el pH de la solución ácida. El daño es muy grave si el valor de pH es muy bajo. Si alcanzan el refuerzo a través de grietas o poros, causarán corrosión de las barras y se agrietará el hormigón.
Prevención de daño por acido.
Para prevenir el ataque ácido, se requiere un buen hormigón denso con una cobertura adecuada y se deben usar cementos resistentes al sulfato.
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